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  • 高一數(shù)列證明題

    高一數(shù)列證明題
    已知函數(shù)f(x)=(x+3)/(x+1)(x≠-1),設(shè)數(shù)列{An}滿足A1=1,A(n+1)=f(An),數(shù)列{Bn}=| An-√3 |,Sn=B1+B2+……+Bn(n為正整數(shù))
    (1)用數(shù)學(xué)歸納法證明Bn<=[(√3 - 1 )^n]/2^(n-1)
    (2)證明Sn<2√3/3
    數(shù)學(xué)人氣:333 ℃時間:2020-07-22 22:11:31
    優(yōu)質(zhì)解答
    證明:
    1.(1)n=1時,B1=|A1-√3|=√3-1
    (√3-1)^n/2^(n-1)=√3-1命題成立.
    (2)假設(shè)n=k時,命題成立,即有Bk=|Ak-√3|<=(√3-1)^k/2^(k-1) 成立
    則B(k+1)=|A(k+1)|=|(Ak+3)/(Ak+1)+1-√3|=|2/(Ak+1)+1-√3|
    由 |Ak-√3|<=(√3-1)^k/2^(k-1) 成立,得:
    -(√3-1)^k/2^(k-1)<=Ak-√3<=(√3-1)^k/2^(k-1)
    【接下來不等式變換,目的是湊成B(k+1)的表達式,不等式三邊同加√3+1,再倒數(shù)(注意不等號變向),再乘以2,再加 上1-√3,以上都是基本功,不過樓主須耐心計算,】最后約掉2^k,得到下式:
    -(√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)+(√3-1)^k]<=2/(Ak+1)+1-√3<=(√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k]
    加上絕對值,得:
    (√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)+(√3-1)^k]<=|2/(Ak+1)+1-√3|<=(√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k]
    即:
    (√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)+(√3-1)^k]<=B(k+1)<=(√3-1)^(k+1)/[(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k]
    【比較所要證明的式子,現(xiàn)在只要證明(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k>=2^k就可以了】
    令t=(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k-2^k
    =2^k/(√3-1)-2^k-(√3-1)^k
    =2^k[1/(√3-1)-1]-(√3-1)^k
    (i)k=1時,顯然t>=0,即(√3+1)*2^(k-1)-(√3-1)^k>=2^k成立
    (ii)k>=2:因為1/(√3-1)-1約=0.36,所以2^k[1/(√3-1)-1]>=2^2*0.36>1
    因為0<√3-1<1,所以(√3-1)^k<1,所以2^k[1/(√3-1)-1]-(√3-1)^k>0
    綜合(i)(ii),得:B(k+1)<=(√3-1)^(k+1)/{2^[(k+1)-1]}
    綜合(1)(2),對于任何n屬于N,Bn<=(√3-1)^n/2^(n-1)成立.
    2.【利用1中已經(jīng)證明了的結(jié)論】
    經(jīng)計算,B3=√3-5/3<(√3-1)^3/2^(3-1)
    所以Sn=B1+B2+……+Bn
    <(√3-1)^1/2^(1-1)+(√3-1)^2/2^(2-1)+……+(√3-1)^n/2^(n-1)
    =2[(√3-1)^1/2^1+(√3-1)^2/2^2+……+(√3-1)^n/2^n]
    <2*{[(√3-1)/2]/[1-(√3-1)/2]}………………………………【等比數(shù)列各項和】
    =2√3/3(證明完畢)
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